隧道窑的焙烧技术

静jing

隧道窑的焙烧技术

隧道窑作为国内墙材企业的烧成设备在近年得到了广泛的推广应用，其运行状况呈现出良莠不齐的势态。有些企业的窑炉产能高些，有些企业的窑炉产能低些，窑炉品质也有好有劣，能耗方面也多少不一。在这里对一些烧成中的日常操作及常见的问题做个浅显的阐述与分析。

1产能与品质

1.1生产能力

窑炉在设计和建造之初就预计出了日（或月、年）生产能力的多少，产量依据窑炉的断面大小、码坯层数的高低、制品的类型、制坯原料的焙烧性能及其相关设备、设施的状况后综合得出来的。

窑炉内的砖垛在焙烧时焰火的进行速度称之为焙烧速度，焙烧速度的快慢在很大程度上决定着窑炉的产量高低。焙烧中砖垛底部的火行速度又左右着焙烧速度的快慢，尤其是两侧底火的火行快慢可反映出焙烧速度的快慢，这是因为砖垛的两侧下部受到多方面的影响，在焙烧时总是最后燃烧，火温形成后又率先降温，成为坯垛中受温最薄弱的环节。换言之，只要该部位火行速度快并且火度足的话，就可以为快速焙烧奠定了基础。

底火的火行速度快并且火度足的话，就可为快速焙烧奠定了基础。

底火的火行速度快慢是个综合因素作用的结果，它涉及到窑炉的设计构造、坯垛的码放状况、内燃的掺配，焙烧人员的操作等相关环节能否合理、规范、有序的运行，这里就不再复述了。

1.2 转制品质量

烧成优质的制品主要表现为外观颜色一致、差别不大、无裂纹、规格尺寸一致、抗压强度等达到国标。

砖块在焙烧时各自经受的温度会有一定的差异，当温差偏大时制品的的颜色就会有较大的差别，一般情况下有10~30摄氏度的温差不会对制品颜色造成大的影响。砖垛上部与下部的砖块内部与边沿处的砖块因码放位置的差异所受到的风压强弱、焙烧时间的长短，烟气熏蚀等方面的作用会有差异，这也会导致制品颜色不一。

当制坯你料中掺入新的配料后，制品颜色也有可能改变这是因为每种原材料或内掺燃料中所含的化学成分是不同的，经过干燥与焙烧后发生的系列理化反应使制品的颜色有所不同。

坯垛的码放形式和结构对焙烧有着很大的影响，尤其决定着制品颜色能否一致。为了使火度分布的更加均匀且兼顾到一定的火行速度，业界同仁在多年的实践中总结出了“边密中稀，上密下稀”的坯垛码放原则。坯垛的两侧为窑炉的边沿处，存在着比窑炉窑炉中部欠温现象，加之又有窑墙、边部缝隙的吸收和风压带走一些热量，当采用全内燃焙烧时每块砖坯就相当于一块燃料，砖坯两侧部位的加密码放就有利于提高该处的火度。

热气流在窑内运行时呈现出向上漂浮的趋势，但在预热带风压的抽引下被迫的向斜上方运动，这样垛体的上部就会先加热，继而燃烧，而垛体的中下部则处于受热迟缓、受热量小的状态，为了解决这一难题，可采用垛体下部稀码措施，以改变坯体气流分层现象，从而明显改善火行速度和砖坯的上下温差。有些二次码烧的窑炉就采用了上密下稀的码法，有些设备规范化程度较高的一次码烧窑炉采用在窑车上平面铺设孔形垫砖的方法，也起到下稀的作用。

坯垛大体上由垛体和火道两部分组成，两者互为依存不可分割，每辆坯车由纵横两条或多条火道把还探分为多个垛体，火道在预热带时可把焙烧带、保温带抽来的热气流通过此处而带动坯垛加热升温，排除述块中的残余水分，逐步完成整个预热过程。火道在焙烧带可为焙烧提供充足、均匀的风压和氧气，便于坯块中内燃的燃烧和热气流的循环，对缩小砖垛断面温差有着不可替代的作用。对于操体与火道的布局，近年来多数企业采用了小垛体、多火道的码垛形式，无论是多孔砖还是普通砖都取得了较好的效果。机械码坯时垛体面积以50cm*50cm或75cm*75cm居多，垛体中砖坯与砖埋之间的距离取决于制品类型，如多孔砖与普通砖的间距就应区别对待。火道宽度为：外部13cm~15cm，中部16cm~18cm。人工码还时，操体与火道排列的大多不太工整，导致热气流从中穿过或向两侧循环的阻力增加，所以火道或每排之间的拉缝宽度应多出3cm~8cm。

对于操体与窑炉的顶部和边部间隙尺寸问题，从理论上看间隙越小越好，顶隙与边隙的存在使这些部位风压增大，不仅带走了一些热量使火度下降，而且改变了窑内的热气流合理分配量，引起一系列的产能和质量问题。但窑车在窑炉中处于移动状态，要防止擦塌砖操的事故发生，这样，砖垛与窑墙、窑顶之间必须预设一个合理的间隙，最佳的间隙尺寸为：机械码坯6cm~8cm，人工码坯8cm~12cm。

内燃掺配状况也能左右窑炉的产能与制品品质，掺配燃料时要求热值适当，搅捽均匀，最好选用燃点中性的燃料，那些低温易燃和高温下才能燃烧的燃料要少用或不用。含钙质或导致烟气中腐蚀物质过多的燃料也不能用，以避免烟气对制品和风机等设备造成危害。

窑炉在运行中偶尔有蹲火情况的出现，这属于常见现象，但应尽量减少这类情况的发生，它不仅是降低了窑炉的产能，而且破坏正常的焙烧制度，使预热、焙烧、保温三带呈无序的变更状态，导致制品品质时好时坏。实际焙烧过程中应按火情的需要随时的装窑进车，这个看似简单，却反映上下多个生产环节能否通力合作，包括电力、砖机挤出、干燥、附属(摆渡车、顶车机、窑门)设备、卸砖等，比如：干燥室塌埋严重；半夜里摆渡车出了故障无人修理；卸砖缺少人手导致制品窑车无处停放等都会影响到正常的进车。对于这些问题，在没有发生时就要制定出应急预案，才能确保窑炉有条不紊的运行。

2焙烧人员的搡作

2.1先期准备

焙烧人员在没有点火运行前就要察看、了解苗炉|和干燥室的内部状况，对哈风、风闸、烟道、窑墙，苗顶，火眼、轨道、沙封槽、加沙管、余热抽取及干燥室的供热与排潮系统等要全面熟悉和掌握。琢磨和吃透各环节的运作机理，牢记要点部位的尺寸和构造，对于窑炉设计构造不合理之处要上报企业管理层，窑炉修理后才可投入运行。对于窑炉上不坚固、不耐用、串风漏气或怕烟气和高温腐蚀的设施要加固或重修，否则，点火后一旦出了故障，在烟熏火烤的环境下根本无法维修，有些窑炉在这方面就吃尽了苦头。

其次，窑炉操作人员应了解窑炉的总长度多少，合理规划出四带(预、焙、保、冷)布局。四带涵盖了整个的温度曲线，在烧成中有着相互帮衬、接力的作用。常规情况下预热带应放长些，为砖坯营造一个合理的升温时间，确保充足的升温加热时间及宽松的预热环境。焙烧带的长度合适就行，过长易出过火砖，过短易火度欠缺且火行缓慢。保温带要看焙烧带的火度状况和制品出窑后的品相决定，如果火度充足保温带就可短些，制品无发状裂纹、哑音、颜色变淡时保温带就可短些，反之就要放长些。冷却带有2~3个窑车长度就行了。

烧窑工还要了解砖坯原料的干燥敏感性、脱水速率和焙烧温度等基本性能。察看码放的坯操是否适合该窑型，码坯稀密布局是否合理，能否兼顾到干燥与烧成这两者的协调性。

由于受到窑型和设计构造、坯垛、内燃材质、焙烧操作、制坯原材料及气候等因素的影响，坯块中内掺燃料的热值高低没有一个统一的标准，大多在280kj/kg-390kJ/kg之间。对于刚建的新厂内燃热值应掺配在80%~95%之间，待试烧7d~21d后就可摸索出适宜该奋的确切热值。切忌急于求成一开始内燃就偏髙，相关的设备、人员等后勤供给不能及时衔接时可能会导致过火砖大增。

2.2火情掌控

焙烧时用测温仪和肉眼观察来了解火度，火度的高低在行业内也没有一个统一的数值，一般在920℃ ~980℃之间，这要视各厂的情况而定。为了减少焦砖或生砖，温度要操控的略微平稳些，可适当延长烧成时间，即把焙烧带放长一些，即"低温长烧”。窑炉产量较高时，加快推入坯车和推出红砖的频率，这时焙烧带应放长一些；产量偏低时焙烧带就要放短一些。温度偏高时砖块在焙烧带的早中段就已经烧好了，这时焙烧带就要短一些，否则砖会烧过火。温度欠缺时，在提升火温的同时，还应该延长焙烧带。风压较强时焙烧带被带走的热量也较多，这时焙烧带也应放长一些，风择偏小时热暈在焙烧带滞留的时间就会更长些，温度相应也会偏髙一些，这时焙烧带应放短一些。一般情况下，窑炉工用6d~20d就能摸索出多种情况下温度的高低和焙烧带最佳长度，要牢记每种情况下的最佳操作数据，且与当前的火情相结合拿出合适的操作方案来。平日里要做好工作记录，不仅有利干好当前工作，而且为日后技术经验的积累提供了详实的借鉴，工作记录见表。

目前多数窑炉有了温度测量的热电偶、红外线测温仪等温控设备，但在仪器损坏或特殊情况下(焙烧带移位时疼器无法测量），目测温度仍是了解火情的重要途径。砖坯颜色与相对应的温度参照情况如下：

暗红色(最低可见红色）：450℃~480℃

暗红色到紫红色:480℃~600℃

紫红色到大红色:600℃~700℃

大红色到楼桃红色:700℃~800℃

樱桃红色到黄红色:800℃~900℃

黄红色到橙黄色:900℃~1000℃

橙黄色到浅黄色:1000℃~1100℃

浅黄色到亮黄色:1100℃以上

在察看火情时不仅要看上层砖的温度，还应看中间和底层的温度、两侧和中部的温度以及焙烧带前火、中火、后火的温度。了解预热带末端两个车位温度升降的快慢与幅度大小，观察保温带降温的情况如何。每次进车装窑到再次装窑之间应仔细察看火情两次以上，发现火情变化要及时调整操作方案。

2.3外投燃料

焙烧中当火温欠缺时就要通过投人燃料的方式，来达到提升温度的目的。燃料有液化气、油类、煤炭等，常用的为煤炭。燃煤应选用低温(480℃)下易燃，热值3200kj/kg以上的长火焰，颗粒度小于0.8cm的细碎煤为佳，且煤含水率要小于10%。外投煤时要把握好投人位置、投人数量、投入频率、投入时间、同时还要观察投煤后产生的升温效果如何，是否燃烧充分，有无积碳等细节。

多数企业采用了全内燃烧成模式，只需在内燃掺配欠缺时外投一些燃煤。当温度欠缺小于30℃时大多情况下前火不需要投煤，只要在后火边沿部位投一些就行了。如果温度欠缺的太多则需要前火和后火都投人，但向中火投入时需谨慎，后发威的内燃又加上燃煤极易把温度烧超了。

2.4对焙烧人员的要求

焙烧工大多为2~4个人，他们的技术综合素质在很大程度上左右着窑炉能否正常运行、产能的高低、制品的优劣、能耗的大小以及环保能否达标等。对焙烧工有如下要求：①至少当中应有一个人技术较高，其除了烧好自己的砖外，又能指导、处理疑难问题，协调好上下级的工序关系；②搭档之间要相处融洽、默契，做到坦诚相待、技术共享和互助互帮。交接班时火温应调节的高低合适，陈述本班火情及出窑制品质量状况等事宜，并且备足燃料、工具等生产用品；③以饱满的爱岗敬业精神投人到工作中去，操作上做到认真、规范和恰到好处，不怕吃苦耐劳；④以快烧、烧好、节煤、节电的目标来要求自己。

3制品缺陷

缺陷制品即在生产中出现的残次品，其种类繁多，原因也各不相同，以下对常见的制品缺陷进行分析。

3.1焦砖

又称为过火砖，其大多因制品在锻烧时温度超高而且保温时间过长所致，焦砖外形收缩过大，弯曲变形，外观色度变深、裂纹增加。

焙烧人员遇上超高的内燃坯块时要做到：早发现，及时处理，措施到位。每天应掌握人窑砖坯的热值是否超标，具体超高了多少，有几辆窑车，何时能移动至焙烧带，哪个人值班等方面的情况，然后制定出最佳控温方案。遇到温度超高时可采取以下措施：用加大风压提髙抽力的办法把髙温带走；揭开髙温区域的火眼盖子让冷风吸入或髙温向外冒出；用鼓风机对准中部火眼吹入冷风，应挑选码放较稀或火道处吹入，风机功率在1.5kW~2.2kW之间为佳；向高温火眼加入细土或沙子；加快坯车的推入频率，把高温窑车推人冷却带降温；从出窑端拉出几辆制品窑车，使保温带缩短以加大焙烧带降温力度。无论采用哪种办法降温要做到不顾此失彼，不能为了排除高温而造成其他方面的副作用，如影响制品品质、对容炉造成损害和破坏干燥制度等。

另外，当人窑砖坯含水率偏高或向窑内推人的砖坯车频率忽快忽慢，都会导致坯块预热不良而不耐烧，出现一些类似焦砖的次品。

当停电或抽风机损坏或窑门敞开时，窑内的高温滞留在局部砖躲处，形成了一种焖烧状态，这种情况若持续在10min以内则造成的危害较小，时间长就会造成一定数量的焦砖。

当坯垛中部、下部坯体码放过密或排列不整齐时，也会出现该部位温度偏高导致焦砖数量增加。

当内掺燃料燃点偏高时，坯块在预热带较低的温度下燃烧量是有限的，移动至焙烧带的高温窑段时才会被大量的引燃，瞬间释放热量，形成超高温度，因此，冶铁用的焦末、山西无烟煤等高燃点燃料均不适宜作为内燃使用。

当窑炉保温和气密性差或提闸用风不当时也会出现上面的火情——预热不良而火行慢、火度差，焙烧人员为了保障一定的火行速度及火温，就会在前火投人燃料，等到移动至中后火段时内燃才大量燃烧，也会造成过烧。

当焙烧人员看走服误把适当或超高的火温看成低火温时，误投入的过多燃料也会把砖烧焦了，这要从烧窑工自身方面査找原因。

3.2生砖

生砖产生的原因正好与焦砖相反，即焙烧温度偏低或保温时间过短。若整个窑车的砖都生时，则说明火温欠缺的太多，焙烧人员操作上存在着重大失误。如果只是窑车两侧部位出了生砖时，则可能是火温欠缺一些或坯垛中部码放的过密(包括排列的错乱无序）或边隙过大。如果只是砖垛边沿下部1~3层出现了生砖，砂封槽也不缺少砂子时则说明窑内的风压抽力过大和窑下抽力过小，窑下的冷风沿着窑车边角处被吸人窑内。窑内与窑下的压力平衡问题是许多窑炉存在的通病，表现为砖垛下部边沿易出欠火砖或窑温向下辐射烤坏窑车。出现这些问题的原因在于一些窑炉就没有车下抽风设施，加上焙烧人员操作又不到位。

3.3裂纹

制品裂纹涉及到制坯原材料干燥敏感性、混合料的配比、陈化、挤出成型、干燥和焙烧等多方面。如制坯原料干燥敏感系数较高时，坯体挤出半个小时裂纹就出现了，对于这类情况要加大混合料中骨料的比例，延长陈化的时间。关闭制坯车间一些门窗让其有个缓慢的脱水过程，并且在进人干燥室之前确保有6h以上的放置时间。有些干燥室设计结构有缺陷或使用操作不当，致使刚装人的砖坯加热过早和升温幅度过大，砖坯表皮就会快速的脱水，而砖坯的内部温度仍处在外界常温状态，砖坯内外脱水速度不同步，裂纹就产生了。烧成中砖坯出现裂纹大多由以下三种原因引起：①预热带升温过急，大多为预热带偏短或哈风用闸不当所致，建议风闸可用桥形，让坯块有个平缓、逐步的升温过程；②焙烧时温度过高坯块又没有充分的预热，这类裂纹宽度稍大呈裂口状态；③保温带降温过急，常因窑尾拉出的制品窑车过多，使制品从高温到低温大幅度快速冷却所致。各自企业应找出砖裂纹的原因所在，从而解决问题。

4窑炉故障

烧成运行中，对出现的故障应认真对待，严加防范，更应重视会导致中途熄火停窑的情况：①如窑车装坯时边隙过小或一触即倒的垛体要整修后再送入窑内，否则乱砖堆会把窑墙擦损危及窑顶的安全；②窑内轨道没有对齐，则可能导致车轮在窑内行进一段时间后脱轨，使轨道的变形严重而被迫停窑；③当干燥室操作出现重大失误时，60%~80%的坯车会倒塌，这些未加整修的坯垛连在一起时窑温就无法烧起来，并且降温速度又特快，处置不当就会熄火停窑；④有些窑炉焙烧窑段的耐火窑墙、窑顶砌筑的太短或构造的不合理，操作不慎时烧塌窑顶之事时有发生。这些故障会导致窑炉中途停火，给企业造成巨大的经济损失，应引起墙材企业重视。

内容来源：网络